基礎(chǔ)知識(shí)-完整版PPT

1、同學(xué)們好！現(xiàn)在我們學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)文化導(dǎo)論。第一章 計(jì)算機(jī)文化導(dǎo)論計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 二、 計(jì)算機(jī)文化的概念一、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用 三、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與基本工作原理四、計(jì)算機(jī)文化中的道德規(guī)范五、11 計(jì)算機(jī)文化的概念一、計(jì)算機(jī)文化一詞的由來二、計(jì)算機(jī)文化在人類文明發(fā)展史中的地位目 錄退 出 計(jì)算機(jī)文化反映了人類對(duì)自身智力的開發(fā)，通過電腦和人腦的高度融合，將為人類創(chuàng)造出更加燦爛的文明。 計(jì)算機(jī)文化一詞起源于1981年召開的第三次世界計(jì)算機(jī)教育會(huì)議(World Conference on Computer in Education ,3rd ,1981，簡(jiǎn)稱WCCE81)。當(dāng)時(shí)，微型機(jī)的發(fā)展正處在起

2、步階段 ，一批與會(huì)學(xué)者高瞻遠(yuǎn)矚，預(yù)見計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響，呼吁人民要高度重視計(jì)算機(jī)知識(shí)的教育，在這次會(huì)議上，人們首次使用了“計(jì)算機(jī)文化”(Computer Literacy)一詞。 WCCE81所提的計(jì)算機(jī)文化，就是“計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識(shí)與應(yīng)用能力”。計(jì)算機(jī)文化一詞的由來計(jì)算機(jī)文化反映的是人類對(duì)自身智力的開發(fā)，通過人腦和電腦的融合，將為人類創(chuàng)造出更加燦爛的文明。微型計(jì)算機(jī)的普及：加快了人們工作和生活的節(jié)奏。網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用：縮短了世界的距離。多媒體的應(yīng)用：使人們的生活更加豐富多彩。計(jì)算機(jī)文化在人類文明發(fā)展史中的地位人類經(jīng)歷的信息革命：第一次信息革命：語言的產(chǎn)生人類交流和傳播信息最早的工具。第

3、二次信息革命：文字的出現(xiàn)它能保留信息，對(duì)人類文化的發(fā)展起了重要的作用。第三次信息革命：印刷技術(shù)的發(fā)明在更大的范圍內(nèi)以更快的速度傳播人類文明。第四次信息革命：計(jì)算機(jī)文化成為推動(dòng)人類文明向前發(fā)展的巨大動(dòng)力。12 計(jì)算機(jī)的發(fā)展史一、電子計(jì)算機(jī)的誕生二、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)四、計(jì)算機(jī)在中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀目 錄退 出 1964年，在美國(guó)陸軍部的主持下，美國(guó)賓悉法尼亞大學(xué)的艾克特(Ecket)和莫奇里(Mauchley)成功地設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱為ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Calculator)，它占地170平方米，重

4、28噸，耗電150kW，使用了18800個(gè)電子管，5000個(gè)繼電器，運(yùn)算速度為5000次/秒。一、電子計(jì)算機(jī)的誕生第一代計(jì)算機(jī)：從第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC問世到50年代末。特征：采用電子管為主要邏輯元件；使用機(jī)器語言編制程序。第二代計(jì)算機(jī)：從50年代到60年代初。特征：用晶體管代替電子管；開始使用計(jì)算機(jī)高級(jí)語言。第三代計(jì)算機(jī)：60年代中期到70年代初期。特征：用中、小規(guī)模集成電路代替分立元件晶體管；采用多道程序及并行處理等技術(shù)。第四代計(jì)算機(jī)：從1972年到今天。特征：大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路、并行處理技術(shù)、多機(jī)系統(tǒng)、分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)等；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)、高級(jí)語言等

5、。二、電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史1、智能化2、網(wǎng)絡(luò)化3、多媒體4、元器件的發(fā)展趨勢(shì)5、體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)三、計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1952年，開始重視電子計(jì)算機(jī)的研究工作，成立了第一個(gè)有關(guān)電子計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的研究小組。1956年，正式將計(jì)算機(jī)的發(fā)展規(guī)劃列入十二年科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃。1958年，試制成功第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)電子計(jì)算機(jī)JS1機(jī)。1964年，自制第一批晶體管計(jì)算機(jī)。1971年，研制了一批集成電路計(jì)算機(jī)。1983年，研制成功“銀河”巨型機(jī)。1992年，研制成功“銀河”巨型機(jī)。四、計(jì)算機(jī)在中國(guó)的發(fā)展現(xiàn)狀13 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用一、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)二、計(jì)算機(jī)的分類三、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用目 錄退 出1、運(yùn)算速度快2、精

6、確度高3、有記憶能力4、有邏輯判斷能力5、能在程序控制下自動(dòng)進(jìn)行工作一、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)按功能分：專用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。從規(guī)模和功能的角度可分為：1、巨型機(jī)3、小型機(jī)4、微型機(jī)2、大中型計(jì)算機(jī)5、工作站6、小巨型機(jī)實(shí)現(xiàn)小巨型機(jī)的主要途徑有兩條： 利用高性能微處理器組成并行多處理系統(tǒng)，使巨型機(jī)小型化；把部分巨型機(jī)技術(shù)引入超級(jí)小型機(jī)，使小型機(jī)巨型化。二、計(jì)算機(jī)的分類1、科學(xué)計(jì)算2、數(shù)據(jù)處理3、實(shí)時(shí)控制4、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造5、智能模擬6、通信和文字處理7、多媒體技術(shù)8、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息高速公路9、教育10、軍事11、電子商務(wù)三、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用14 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成與基本工作原理一、計(jì)算機(jī)中的

7、數(shù)制與編碼及數(shù)的表示二、電子計(jì)算機(jī)的軟硬件系統(tǒng)及工作原理三、計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展四、操作系統(tǒng)的形成與發(fā)展五、利用計(jì)算機(jī)解題的基本步驟六、計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)目 錄退 出1、進(jìn)位計(jì)數(shù)制2、二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換3、計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制 數(shù)的優(yōu)點(diǎn)5、計(jì)算機(jī)的各種編碼6、計(jì)算機(jī)中帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算7、數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示一、計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與編碼及數(shù)的表示4、二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換1、進(jìn)位計(jì)數(shù)制（1）十進(jìn)制數(shù)制主要特點(diǎn)： 有十個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9，故其基數(shù)為10； 按“逢十進(jìn)一”的規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)。例：666.66 = 610261016100610

8、-1610-2（2）二進(jìn)制數(shù)制主要特點(diǎn)： 僅有兩個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0和1，其基數(shù)為2； 按“逢二進(jìn)一”的規(guī)則計(jì)數(shù)。例：(101101.11) 2= 12512412312202112012-112-232 + 0 + 8 + 4 + 0 +1 + 0.5 + 0.25 (45.75)10=（3）八進(jìn)制數(shù)制主要特點(diǎn)： 有八個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7，其基數(shù)為8； 按“逢八進(jìn)一”的規(guī)則計(jì)數(shù)。例：(642)8 = 682 + 481 + 280 = (418)10(10, 100 , 101 . 010, 110, 1)2 = (245.264)8(267.435)8 = (0

9、10110111.100011101)2（4）十六進(jìn)制數(shù)制主要特點(diǎn)： 有16個(gè)不同的計(jì)數(shù)符號(hào)：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、D(13)、E(14)、F(15)，其基數(shù)為16位； 按“逢十六進(jìn)一”的規(guī)則計(jì)數(shù)。例: (9B4.4)16 = 9162 + 11161 + 4160 + 416-1 = (2484.25)10二八進(jìn)制對(duì)照表二進(jìn)制 八進(jìn)制00000011010201131004101511061117二十六進(jìn)制對(duì)照表二進(jìn)制 十六進(jìn)制000000001100102001130100401015011060111710008100191010A1

10、011B1100C1101D1110E 小結(jié)：無論是什么進(jìn)制的數(shù)，均可以寫成相應(yīng)的展開式。設(shè)有一個(gè)A進(jìn)制的數(shù)，則若該數(shù)為BnBn-1B2B1B0.B-1B-2B-m，則該數(shù)可以寫成其對(duì)應(yīng)的展開式如下：BnAn + Bn-1An-1 + B2A2 + B1A1 + B0A0 + B-1A-1 + B-2A-2 + + B-mA-m2、二進(jìn)制與十進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換（1）十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制整數(shù)“除2取余”（2）十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)“乘2取整”（3）帶整數(shù)和小數(shù)的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)由方法一和方法二綜合組成。1101例1：(13)10 = ( )21 363102222余數(shù)1011二進(jìn)制數(shù)

11、低位二進(jìn)制數(shù)高位例2：(0.6875)10 = ( )20. 6 8 7 52 3 7 5 01.27 5 020.5 01.20 1.整數(shù)1011二進(jìn)制數(shù)高位二進(jìn)制數(shù)低位例2：(0.6875)10 = ( )20. 6 8 7 52 3 7 5 01.27 5 020.5 01.20 1.整數(shù)1011二進(jìn)制數(shù)高位二進(jìn)制數(shù)低位0.1011例3：(13.6875)10 =(13)10+(0.6875)10=(1101)2+(0.1011)2=(1101.1011)2例4：(101.101)2 =122 + 021 +120=4 + 0 + 1 + 0.5 + 0 + 0.125 = (5.625

12、)10+ 12-1 + 02-2 +12-33、計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制 數(shù)的優(yōu)點(diǎn)（1）便于用電子器件模擬表示（2）節(jié)約設(shè)備（3）運(yùn)算簡(jiǎn)單（4）可靠性高4、二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換(1) 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)：以小數(shù)點(diǎn)為分界點(diǎn)，左右三位一節(jié)，不足三位以零補(bǔ)足三位。例(101101.01) 2=(101,101.010)=(55.2)8(2)八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：將每位八進(jìn)制數(shù)碼以三位二進(jìn)制數(shù)表示。例(76.42) 8=(111110.100010)2=(111110.10001)2(3)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)：以小數(shù)點(diǎn)為分界點(diǎn)，左右每四位一節(jié)，不足四位以零補(bǔ)足四位。(111101

13、1011.100101011)2 = (11,1101,1011.1001,0101,1000)2 =(3DB.958)16(4)十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：將每位十六進(jìn)制數(shù)碼以四位二進(jìn)制數(shù)表示。例(A3B.C) 16=(101000111011.1100)2= (101000111011.11)25、計(jì)算機(jī)的各種編碼（1）字符編碼-ASCII碼（2）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字編碼GB231編碼 GB231編碼局部表 GB2312編碼總體布局6、計(jì)算機(jī)中帶符號(hào)數(shù)的表示及運(yùn)算（1）原碼 原碼就是用最高位表示數(shù)的正、負(fù)號(hào)，0表示正，1表示負(fù)，而數(shù)值部分用最高位以后的若干位來表示。（2）補(bǔ)碼 補(bǔ)碼的取碼原則是：正數(shù)

14、的補(bǔ)碼和其原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是它的原碼除符號(hào)位外逐位取反（即0變1，1變0），最后在末位加1。（3）反碼 原碼變反碼的規(guī)則為：正數(shù)的反碼與原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼是將它的原碼除符號(hào)位外逐位取反。原碼、補(bǔ)碼的幾個(gè)例子十進(jìn)制 原碼 補(bǔ)碼 87 -87127-127 0 -0 010101110101011111010111101010010111111101111111111111111000000100000000000000001000000000000000 采用補(bǔ)碼來表示正、負(fù)整數(shù)時(shí)，+0 和-0 的取碼是完全相同的，而原碼對(duì)+0和-0 的取碼是不相同的。補(bǔ)碼的加減法可用下列公式進(jìn)行： X

15、+ Y 補(bǔ) = X 補(bǔ) + Y 補(bǔ) X Y 補(bǔ) = X 補(bǔ) + Y 補(bǔ) X 補(bǔ) 補(bǔ)= X 原例：設(shè)X=44 Y=59 求X +Y = ？ XY = ？由 X 補(bǔ) =0101100 Y 補(bǔ)=00111011 -Y 補(bǔ)=11000101 -Y 原=10111011故 X + Y 補(bǔ) = X 補(bǔ) + Y 補(bǔ)= 01100111得X + Y = + 1100111 = ( + 103)10由 X Y 補(bǔ) = X 補(bǔ) + Y 補(bǔ)=11110001 X Y 原 = XY 補(bǔ)求補(bǔ)=10001111得XY = -0001111 = (- 15)107、數(shù)的定點(diǎn)表示和浮點(diǎn)表示（1）數(shù)的定點(diǎn)表示：將計(jì)算機(jī)中的小數(shù)

16、點(diǎn)的位置視為是固定不變的。 定點(diǎn)整數(shù)格式 定點(diǎn)小數(shù)格式范圍：-2n-1 (2n-1) 和 1 (1 2-(n-1)（2）數(shù)的浮點(diǎn)表示格式階碼是指數(shù)部分的值，表示冪次，其基數(shù)通常取2。X = + d 2+E例如 256.5 的浮點(diǎn)格式(32位)為：00001001010000000010000000000000所以（256.5)10 = (0.1000000001)229階碼：7位數(shù)符尾數(shù):23位階符這種32位浮點(diǎn)格式所能表示的數(shù)的范圍是：最大正數(shù)：(1223)2127最小正數(shù)：212128 2129最大負(fù)數(shù)：212128 2129最小負(fù)數(shù)：(1223)2127也即： 2129|X| (1223

17、)2127馮 諾依曼結(jié)構(gòu)的基本組成輸入設(shè)備內(nèi)存儲(chǔ)器輸出設(shè)備外存儲(chǔ)器控制器運(yùn)算器數(shù)據(jù)信息控制信息處理結(jié)果運(yùn)算命令輸入命令輸出命令存取命令 馮 諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)不僅依賴于控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器等物理設(shè)備，也依賴于計(jì)算機(jī)的指令與程序。存數(shù)取數(shù)二、電子計(jì)算機(jī)的軟硬件系統(tǒng)及工作原理1、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是指組成計(jì)算機(jī)的所有電子機(jī)械裝置的總稱。（1）輸入輸出設(shè)備 把按一定形式表示的計(jì)算程序和數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)，再將計(jì)算機(jī)運(yùn)算操作的結(jié)果轉(zhuǎn)化為人或 其它設(shè)備能夠接受和識(shí)別的信息形式。（2）存儲(chǔ)器存放程序和數(shù)據(jù)。（3）運(yùn)算器執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算（4）控制器指揮計(jì)算機(jī)中各部件按指令要求進(jìn)行需要的操作。

18、（5）總線計(jì)算機(jī)各部分之間進(jìn)行信息傳送的一組公共通道。2、計(jì)算機(jī)的工作原理采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)或指令。將程序事先存入存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能自動(dòng)高速地從存儲(chǔ)器中取出指令加以執(zhí)行。由計(jì)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入裝置和輸出裝置五大基本部件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且規(guī)定了這五部分的基本功能。（1）指令和程序指令：人對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)出的工作命令，命令計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作。程序：按照運(yùn)算過程的要求將指令按順序排列起來構(gòu)成的一個(gè)指令序列。（2）存儲(chǔ)程序和程序控制工作原理 把解決某一問題的程序和有關(guān)數(shù)據(jù)一起輸入到存儲(chǔ)器中按序保存起來，工作時(shí)只要給出該程序中第一條指令的存放地址，控制器就可在PC的引導(dǎo)下，按序取出該程

19、序中的每一條指令，直到執(zhí)行完程序中的所有指令時(shí)為止。指令的組成：操作碼、操作數(shù)。3、計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng) 軟件的概念：電子計(jì)算機(jī)為解決某問題而編寫的程序及運(yùn)用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所需的手續(xù)、規(guī)則、文件的總稱。軟件的分類：用戶語言處理程序數(shù)據(jù)庫(kù)管理工具軟件應(yīng)用軟件開發(fā)軟件硬件維護(hù)工具軟件裝配程序調(diào)試程序匯編語言操作系統(tǒng)裸機(jī)1)、系統(tǒng)軟件：充分利用計(jì)算機(jī)資源，便于使用、管理、操作維護(hù)計(jì)算機(jī)編制的程序的總稱。2)、應(yīng)用軟件：為解決各類實(shí)際應(yīng)用問題而編制的程序。系統(tǒng)軟件包括：A、操作系統(tǒng)是管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件資源的大型程序。B、語言處理程序主要有匯編程序、解釋程序、編譯程序。C、服務(wù)性程序指為了幫助用戶使

20、用與維護(hù)計(jì)算機(jī)，提供服務(wù)性手段而編制的一類程序。4、計(jì)算機(jī)軟、硬件之間的相互關(guān)系（1）硬件是基礎(chǔ)，軟件依賴于硬件的存在而發(fā)生作用。（2）軟件是硬件功能的擴(kuò)充和完善。（3）硬件和軟件相互滲透，相互促進(jìn)，并可以相互轉(zhuǎn)化。三、計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展計(jì)算機(jī)語言的分類：1、機(jī)器語言是機(jī)器指令所構(gòu)成的語言，每一條機(jī)器指令就是一條機(jī)器語言的語句。2、匯編語言特點(diǎn)：用助記符表示機(jī)器指令中的操作碼，用符號(hào)或符號(hào)地址表示機(jī)器指令中的操作數(shù)或數(shù)的存放地址。執(zhí)行匯編程序執(zhí)行目標(biāo)程序機(jī)器語言目標(biāo)程序匯編語言源程序匯編過程示意圖3、高級(jí)語言 用高級(jí)語言編寫的源程序不能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別和執(zhí)行，需要一個(gè)編譯程序把高級(jí)語言源程序翻譯成機(jī)器能直接識(shí)別和執(zhí)行的目標(biāo)程序。編譯方式可分為：解釋方式、編譯方式解釋方式示意圖編譯方式示意圖解釋程序執(zhí)行結(jié)果高級(jí)語言源程序高級(jí)語言源程序目標(biāo)程序執(zhí)行結(jié)果執(zhí)行編譯程序計(jì)算機(jī)執(zhí)行四、操作系統(tǒng)的形成